[發明專利]一種在木材表面構筑無機微納米層的方法

在審

• 申請號: 201711169111.5
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108127756A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 孫慶豐;王漢偉;金春德;楊寧;黨寶康
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: B27K3/52
• 分類號: B27K3/52;B27K5/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發明提供了一種在木材表面構筑無機微納米層的方法，其包括將木材浸入前驅體溶液中，其中所述前驅體溶液中含有金屬離子；將所述前驅體溶液的pH調節至9～13；將浸有木材的所述前驅體溶液升溫至50～250℃，反應1～72h；反應完畢后取出所述木材，對所述木材進行干燥處理。本發明利用一種多元共溶連續修飾法在木材表面構筑了仿生微納米結構的無機涂層，其工藝簡單，操作簡易，形貌可控，反應條件溫和，原材料來源廣泛且價格低廉。

技術領域

本發明涉及木材改性領域，尤其涉及一種在木材表面仿生構筑無機微納米層的方法。

背景技術

木材是一種天然的有機復合材料，具有結構層次分明、構造復雜有序、分級結構鮮明、多孔結構精細等特性，同時具有各向異性、低密度、高彈性、機械性能優良和來源豐富、可再生、清潔等特點。值得強調的是木材或木制產品本身具備的良好的物理性質和無比擬的室內環境特性導致它從本質上不同于其他材料，例如可滲透性、易制作性和室內調溫調濕特性等。然而，當面對外界環境侵蝕時，例如酸雨和高溫等，木材表面極容易產生晦暗、粗糙、褪色和裂紋等缺陷。因此，為了獲得高穩定性和多功能的木質產品，無機-木材復合材料受到了社會的極大關注和獲得了長足的發展。更重要的是，通過無機粒子改性的木材在面對外界環境侵蝕時，表現了良好的耐久性和穩定性。除此之外，由于其潛在的熱力學、光學、磁性和生物相容性等方面優勢，強力擴展了木質產品的應用領域，并且延長了其使用壽命。

與以往整體木材功能改良方法相比，表面改良僅通過修飾表面即可實現木材本體性能改善和賦予新的性能。但存在著工藝復雜，表面結構難控等問題，特別是在木材表面形成復雜結構更是一個難題。

《趨磁性木材的制備與多功能化修飾》(李堅，甘文濤)提供了一種水熱法制備趨磁性木材，該木材需要在不銹鋼反應釜中反應3h，然后待反應釜冷卻至室溫后，倒去上層清液，再加入混合溶液，繼續加熱。這種制備方法比較復雜。

因此，發展新的方法變得十分有意義。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種利用多元共溶連續修飾法在木材表面仿生構筑無機微納米層的方法。

本發明的技術方案如下：

一種在木材表面構筑無機微納米層的方法，其包括

將表面潔凈的木材浸入前驅體溶液中，其中所述前驅體溶液中含有金屬離子；在浸入前最好對木材進行處理保證其表面潔凈；

將所述前驅體溶液的pH調節至9～13；

將浸有木材的所述前驅體溶液升溫至50～250℃，反應1～72h；

反應完畢后取出所述木材，對所述木材進行沖洗、干燥處理。

其中，所述金屬離子為Fe3+,Fe2+,Mn2+,Zn2+,Ni2+,Co2+中的一種或兩種金屬離子的混合；所述無機微納米層為Fe3O4，Fe2O3，NiCo2O4，MnFe2O4或ZnO其中的一種。

其中，所述前驅體溶液為含有所述金屬離子的金屬鹽溶液。即金屬離子Mn+來源是M(NO3)n,MCln,和M2(SO4)n中的任何一種或多種含有Mn+離子的鹽。

其中，當所述前驅體溶液含有兩種金屬離子時，兩種所述金屬離子的摩爾比為1:1～5:1。構筑的無機物中處于低化學計量數的元素為低摩爾比。

其中，調節所述溶液的pH采用NaOH,或NH3·H2O,或水合肼。

其中，所述干燥處理是使反應完畢的木材在20～110℃條件下真空干燥1～48h。